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EP1250544B1 - Mitnehmerscheibe zur moment-übertragung von einer antriebseinheit auf einen hydrodynamischen wandler - Google Patents

Mitnehmerscheibe zur moment-übertragung von einer antriebseinheit auf einen hydrodynamischen wandler Download PDF

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EP1250544B1
EP1250544B1 EP01909676A EP01909676A EP1250544B1 EP 1250544 B1 EP1250544 B1 EP 1250544B1 EP 01909676 A EP01909676 A EP 01909676A EP 01909676 A EP01909676 A EP 01909676A EP 1250544 B1 EP1250544 B1 EP 1250544B1
Authority
EP
European Patent Office
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tabs
mounting
leg
tab
drive unit
Prior art date
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Expired - Lifetime
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EP01909676A
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English (en)
French (fr)
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Inventor
Silvius Drees
Peter Ziemer
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ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
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Publication date
Application filed by ZF Friedrichshafen AG filed Critical ZF Friedrichshafen AG
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/50Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive with the coupling parts connected by one or more intermediate members
    • F16D3/76Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive with the coupling parts connected by one or more intermediate members shaped as an elastic ring centered on the axis, surrounding a portion of one coupling part and surrounded by a sleeve of the other coupling part
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16H41/24Details
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16HGEARING
    • F16H45/00Combinations of fluid gearings for conveying rotary motion with couplings or clutches
    • F16H45/02Combinations of fluid gearings for conveying rotary motion with couplings or clutches with mechanical clutches for bridging a fluid gearing of the hydrokinetic type
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T74/00Machine element or mechanism
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T74/00Machine element or mechanism
    • Y10T74/19Gearing
    • Y10T74/1987Rotary bodies

Definitions

  • the present invention relates to a drive plate for torque transmission from a drive unit to a hydrodynamic converter according to the generic term of claim 1.
  • Such drive plates for the moment transmission of a drive unit to a hydrodynamic converter are known.
  • EP 0 719 393 B1 a drive plate between the drive unit and a hydrodynamic converter arranged and on the converter housing by several connecting elements in radial direction is fixed.
  • the drive plate is there from two legs enclosing a right angle, one leg extending in the radial direction and screwed radially inside to the output shaft of the drive unit is.
  • the other leg points in the circumferential direction running recesses in the range from in the circumferential direction bores offset against each other the screws are guided in receiving devices are screwed, which are attached to the converter housing.
  • the Recesses form continuous tabs in which the holes are arranged and which cause the drive plate is flexible in the radial direction. Thereby becomes an increased load on the bearings of the hydrodynamic Avoid converter in an off-center installation.
  • the problem here is that when screwing of the very rigid brackets existing coaxiality tolerances as well as radial tolerances in the drive plate and in the Receiving devices on the converter housing can be overcome have to.
  • the drive plate can be in the area of the tabs be tense.
  • Related to the tabs can be tangential Forces arise that adversely affect durability impact.
  • a generic drive plate of the type mentioned Torque transmission from a drive unit to a hydrodynamic one Transducers can be found in DE 195 22 869 A1 and EP0 749 861.
  • the axially extending leg of the drive plate Recesses that are designed as a slot over a partial circumference are seen in the circumferential direction to both Sides of the bore extends and is shaped so that it forms a tab that attaches to a hole a receiving device in its free end region.
  • the object of the present invention is therefore in a drive plate for the moment transmission of a drive unit to a hydrodynamic converter create a significant increase in lifespan is achieved, at the same time coaxiality and Radial tolerances can be overcome.
  • the main advantage of the present invention is that the pressure forces that occur are significantly reduced because of the tongue-shaped tabs are designed in opposite directions. This will increase durability and the life of the drive plate according to the invention significantly increased.
  • the counter-trained Tabs are also elastic at the same time between the drive unit and the hydrodynamic Transducers existing coaxiality tolerances as well as radial tolerances between the drive plate and the receiving devices be overcome on the converter housing.
  • Fig. 1 shows a section through an arrangement for the moment transmission from a drive unit a transmission with a hydrodynamic converter. It is with 1 the pto shaft of a drive unit, not shown designated. For example, this is around the crankshaft of an internal combustion engine. With 2 it is called hydrodynamic converter, which is known in itself Way in a converter housing 3 a pump wheel, a turbine wheel and has an impeller, not specified are. With the housing 3 of the hydrodynamic converter 2 several receiving devices 4 are connected.
  • a drive plate 5 provided a first in the radial direction extending leg 51 in the form of a disc part and a second leg extending in the axial direction 52 in the form of a flange.
  • the legs 51 and 52 form a right angle.
  • the leg 51 is at its free end with the output shaft 1 of the drive unit non-rotatably connected and axially fixed.
  • the leg 52 can also with the help of other fasteners attached to the transducer devices 4 become. Rivets and bolts are also preferably suitable for this or pens.
  • the present drive plate 5 for torque transmission points according to FIGS. 2 and 3 in the radial Leg 51 of the driver 5 on the axial leg 52 facing side recesses 10 on the evenly over the circumference of the drive plate 5 are distributed.
  • the recesses extend a predetermined in the axial direction Distance into the axial leg, i.e. they run over that formed between the legs 51, 52 right angle away.
  • the drive plate 5 according to FIG. 2 four cutouts 10.
  • each recess 10 formed two tongue-shaped tabs 11, 12, starting from the sides of the recess 10 to run towards each other.
  • each tab 11, 12 is an opening 13, 14, through which to attach the axial leg 52 of the Driving plate 5 on the receiving devices 4 of the housing 3 of the hydrodynamic converter 2 fastening devices can be passed through. It is preferably 1 with these fastening devices Screws 7, which are screwed into the receiving devices 4 become. This means that in the case of the embodiment 2 and 3 each receiving device 4 two congruent openings 15 arranged to the openings 13, 14 having.
  • the driving plate 5 is flexible in the radial direction, so that an increased Load the bearings of the converter 2 by an off-center Installation is prevented.
  • FIGS. 6 and 7 show an embodiment, in addition to tab arrangements according to the embodiment 4 and 5 also tab arrangements are provided are in which only a single tab 12 '' with a Opening 13 '' for fastening runs in one direction. There are between two tab arrangements opposing tabs 11 ', 12' an arrangement with a unidirectional tab 12 '' intended.
  • This embodiment has the advantage that the different load levels in train and push operation the internal combustion engine are taken into account can, since the number of tabs 12 'in one direction not equal to the number of tabs 12 '' in the other direction is.
  • tabs 11 'and 12' also tab arrangements with the Tabs 11 and 12 according to FIGS. 2 and 3 may be provided can.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Arrangement Of Transmissions (AREA)
  • Connection Of Plates (AREA)
  • Mechanical Operated Clutches (AREA)

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Mitnehmerscheibe zur Moment-Übertragung von einer Antriebseinheit auf einen hydrodynamischen Wandler nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Derartige Mitnehmerscheiben zur Moment-Übertragung von einer Antriebseinheit auf einen hydrodynamischen Wandler sind bekannt. Beispielsweise geht aus der EP 0 719 393 B1 eine Mitnehmerscheibe hervor, die zwischen einer Antriebseinheit und einem hydrodynamischen Wandler angeordnet und an dem Wandlergehäuse durch mehrere Verbindungselemente in radialer Richtung fixiert ist. Die Mitnehmerscheibe besteht aus zwei einen rechten Winkel einschließenden Schenkeln, wobei ein Schenkel in radialer Richtung verläuft und radial innen an der Ausgangswelle der Antriebseinheit verschraubt ist. Der andere Schenkel weist in der Umfangsrichtung verlaufende Aussparungen im Bereich von in der Umfangsrichtung gegeneinander versetzten Bohrungen auf, durch die Schrauben geführt sind, die in Aufnahmeeinrichtungen verschraubt sind, die am Wandlergehäuse befestigt sind. Die Aussparungen bilden durchgehende Laschen, in denen die Bohrungen angeordnet sind und die bewirken, dass die Mitnehmerscheibe in radialer Richtung biegeweich ist. Dadurch wird eine erhöhte Belastung der Lager des hydrodynamischen Wandlers bei einem außermittigen Einbau vermieden.
Problematisch ist es hierbei, dass beim Verschrauben der sehr steifen Laschen vorhandene Koaxialitätstoleranzen sowie Radialtoleranzen in der Mitnehmerscheibe und in den Aufnahmeeinrichtungen am Wandlergehäuse überwunden werden müssen. Dabei kann die Mitnehmerscheibe im Bereich der Laschen verspannt werden. Bezogen auf die Laschen können tangentiale Kräfte entstehen, die sich ungünstig auf die Dauerhaltbarkeit auswirken.
Eine gattungsgemäße Mitnehmerscheibe der eingangs genannten Art zur Moment-Übertragung von einer Antriebseinheit auf einen hydrodynamischen Wandler geht aus der DE 195 22 869 A1 bzw. EP0 749 861 hervor. Hierbei weist der mit den Aufnahmeeinrichtungen des hydrodynamischen Wandlers verbundene, axial verlaufende Schenkel der die Verbindung zwischen dem hydrodynamischen Wandler und der Antriebseinrichtung herstellenden Mitnehmerscheibe in der Umfangsrichtung voneinander beabstandete Bohrungen auf, durch die in den Aufnahmeeinrichtungen verschraubte Bolzen geführt sind. Im Bereich der Bohrungen besitzt der axial verlaufende Schenkel der Mitnehmerscheibe Ausnehmungen, die über einen Teilumfang als Schlitz ausgeführt sind, der sich in der Umfangsrichtung gesehen zu beiden Seiten der Bohrung erstreckt und so geformt ist, dass er eine Lasche bildet, die eine Bohrung zur Befestigung an einer Aufnahmeeinrichtung in ihrem freien Endbereich aufweist. Auch hierdurch wird eine radiale Elastizität des axialen Schenkels der Mitnehmerscheibe erreicht, durch die eine Desachsierung zwischen dem hydrodynamischen Wandler und der Welle der Antriebseinheit vermieden wird, wenn sich die mit dem axialen Schenkel verbundenen Auflageeinrichtungen außerhalb der festgelegten Konstruktionslage befinden.
Problematisch ist es hierbei, dass je nach Lastrichtung die genannten Laschen auf Zug oder Druck und damit auf Knickung beansprucht werden. Dies wirkt sich ungünstig auf die Lebensdauer der gesamten Mitnehmerscheibe zur Moment-Übertragung aus.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, eine Mitnehmerscheibe zur Moment-Übertragung von einer Antriebseinheit auf einen hydrodynamischen Wandler zu schaffen, durch die eine deutliche Steigerung der Lebensdauer erreicht wird, wobei gleichzeitig Koaxialitäts- und Radialtoleranzen überwindbar sind.
Diese Aufgabe wird durch eine Mitnehmerscheibe zur Moment-Übertragung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
Der wesentliche Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass auftretende Druckkräfte deutlich reduziert werden, weil die zungenförmig ausgeformten Laschen gegenläufig ausgebildet sind. Dadurch wird die Dauerhaltbarkeit bzw. die Lebensdauer der erfindungsgemäßen Mitnehmerscheibe wesentlich gesteigert.
Da bei der vorliegenden Erfindung die gegenläufig ausgebildeten Laschen gleichzeitig auch elastisch sind, können zwischen der Antriebseinheit und dem hydrodynamischen Wandler vorhandene Koaxialitätstoleranzen sowie Radialtoleranzen zwischen der Mitnehmerscheibe und den Aufnahmeeinrichtungen am Wandlergehäuse überwunden werden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Im folgenden werden die Erfindung und deren Ausgestaltungen im Zusammenhang mit den Figuren näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1
einen Schnitt durch eine Mitnehmerscheibe, die an einem hydrodynamischen Wandler befestigt ist;
Fig. 2, 3
eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mitnehmerscheibe;
Fig. 4, 5
eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mitnehmerscheibe und
Fig. 6, 7
eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mitnehmerscheibe.
Die Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch eine Anordnung zur zur Moment-Übertragung von einer Antriebseinheit auf ein Getriebe mit einem hydrodynamischen Wandler. Dabei ist mit 1 die Zapfenwelle einer nicht dargestellten Antriebseinheit bezeichnet. Beispielsweise handelt es sich hierbei um die Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine. Mit 2 ist der hydrodynamische Wandler bezeichnet, der in an sich bekannter Weise in einem Wandlergehäuse 3 ein Pumpenrad, ein Turbinenrad und ein Laufrad aufweist, die nicht näher bezeichnet sind. Mit dem Gehäuse 3 des hydrodynamischen Wandlers 2 sind mehrere Aufnahmeeinrichtungen 4 verbunden.
Zur Verbindung des hydrodynamischen Wandlers 2 mit der Ausgangswelle 1 der Antriebseinheit ist eine Mitnehmerscheibe 5 vorgesehen, die einen ersten in radialer Richtung verlaufenden Schenkel 51 in der Form eines Scheibenteiles und einen zweiten, in axialer Richtung verlaufenden Schenkel 52 in der Form eines Flansches besitzt. Die Schenkel 51 und 52 schließen einen rechten Winkel ein. Der Schenkel 51 ist an seinem freien Ende mit der Ausgangswelle 1 der Antriebseinheit drehfest verbunden und axial fixiert. Vorzugsweise weist der Schenkel 51 an seinem radial innenliegenden Ende Bohrungen 6 zur Verschraubung an der Ausgangswelle 1 auf.
Der Schenkel 52 kann auch mit der Hilfe anderer Befestigungselemente an den Aufnehmereinrichtungen 4 befestigt werden. Vorzugsweise eignen sich hierfür auch Nieten, Bolzen oder Stifte.
Die Moment-Übertragung erfolgt somit von einer nicht dargestellten Antriebseinheit auf deren Ausgangswelle 1, über die Schenkel 51, 52 der Mitnehmerscheibe 5 und die Aufnahmeeinrichtungen 7 auf das Gehäuse 3 des hydrodynamischen Wandlers 2.
Die vorliegende Mitnehmerscheibe 5 zur Moment-Übertragung weist gemäß den Fig. 2 und 3 im radial verlaufenden Schenkel 51 des Mitnehmers 5 an der dem axialen Schenkel 52 zugewandten Seite Aussparungen 10 auf, die gleichmäßig über den Umfang der Mitnehmerscheibe 5 verteilt sind. Die Ausnehmungen erstrecken sich in axialer Richtung eine vorgegebene Strecke in den axialen Schenkel hinein, d.h. sie verlaufen über den zwischen den Schenkeln 51, 52 gebildeten rechten Winkel hinweg. Beispielsweise weist die Mitnehmerscheibe 5 gemäß Fig. 2 vier Aussparungen 10 auf.
In der aus den Fig. 2 und 3 ersichtlichen Weise sind im axialen Schenkel 52 der Mitnehmerscheibe 5 im Bereich jeder Aussparung 10 zwei zungenförmige Laschen 11, 12 ausgebildet, die ausgehend von den Seiten der Aussparung 10 aufeinander zu verlaufen.
Die freien Enden der aufeinander zu verlaufenden Laschen 11 und 12 sind voneinander beabstandet. In dem Endbereich jeder Lasche 11, 12 befindet sich eine Öffnung 13, 14, durch die zur Befestigung des axialen Schenkels 52 der Mitnehmerscheibe 5 an den Aufnahmeeinrichtungen 4 des Gehäuses 3 des hydrodynamischen Wandlers 2 Befestigungseinrichtungen hindurchführbar sind. Vorzugsweise handelt es sich gemäß Fig. 1 bei diesen Befestigungseinrichtungen um Schrauben 7, die in den Aufnahmeinrichtungen 4 verschraubt werden. Dies bedeutet, dass im Falle der Ausführungsform der Fig. 2 und 3 jede Aufnahmeeinrichtung 4 zwei deckungsgleich zu den Öffnungen 13, 14 angeordnete Öffnungen 15 aufweist.
Durch die beschriebene Laschenanordnung im Bereich der Aussparungen 10 wird erreicht, dass die Mitnehmerscheibe 5 in radialer Richtung biegeweich ist, sodass einer erhöhten Belastung der Lager des Wandlers 2 durch einen außermittigen Einbau vorgebeugt wird.
In den Fig. 4 und 5 ist eine weiter Ausführungsform dargestellt, die im wesentlichen der Ausführungsform der Fig. 2 und 3 entspricht. Bei der Ausführungsform der Fig. 4 und 5 überlappen sich jedoch die Endbereiche der aufeinander zu verlaufenden Laschen 11' und 12', wobei im Überlappungsbereich der Laschen 11' und 12' eine einzige gemeinsame Öffnung 13' vorgesehen ist, die zur Befestigung des axialen Schenkels 52 der Mitnehmerscheibe 5 an den Aufnahmeeinrichtungen 4 dient. Diese Ausführungsform hat erkennbar den Vorteil, dass nur die Hälfte an Schrauben 7 erforderlich ist, was zu einer Kostenreduzierung führt. Gleichzeitig verringert sich auch der entsprechende Montageaufwand.
Schließlich zeigen die Fig. 6 und 7 eine Ausführungsform, bei der neben Laschenanordnungen gemäß der Ausführungsform der Fig. 4 und 5 auch Laschenanordnungen vorgesehen sind, bei denen nur eine einzige Lasche 12'' mit einer Öffnung 13'' zur Befestigung in einer Richtung verläuft. Dabei sind zwischen jeweils zwei Laschenanordnungen mit gegenläufig verlaufenden Laschen 11', 12' eine Anordnung mit einer nur in einer Richtung verlaufenden Lasche 12'' vorgesehen. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass den unterschiedlichen Belastungsniveaus im Zug- und Schubbetrieb der Verbrennungsmaschine Rechnung getragen werden kann, da die Anzahl der Laschen 12' in der einen Richtung ungleich der Anzahl der Laschen 12'' in der anderen Richtung ist.
Es wird darauf hingewiesen, dass bei der Ausführungsform der Fig. 6 und 7 anstelle der Laschenanordnungen mit den Laschen 11' und 12' auch Laschenanordnungen mit den Laschen 11 und 12 gemäß den Fig. 2 und 3 vorgesehen sein können.
Bezugszeichen
1
Ausgangswelle einer Antriebseinheit
2
Wandler
3
Gehäuse
4
Aufnahmeeinrichtung
5
Mitnehmerscheibe
6
Bohrung
7
Schraube
10
Aussparung
11
Lasche
12
Lasche
13
Öffnung
14
Öffnung
51
Schenkel
52
Schenkel
11'
Lasche
12'
Lasche
13'
Öffnung
10''
Aussparung
12''
Lasche
13''
Öffnung

Claims (6)

  1. Mitnehmerscheibe zur Momentübertragung von einer Antriebseinheit auf einen hydrodynamischen Wandler (2), wobei die Mitnehmerscheibe (5) einen in radialer Richtung verlaufenden Schenkel (51), der an der Ausgangswelle (1) der Antriebseinheit befestigt ist, und einen in axialer Richtung verlaufenden Schenkel (52) aufweist, der an Aufnahmeeinrichtungen (4) eines Gehäuses (3) des hydrodynamischen Wandlers (2) befestigt ist, wobei durch in Umfangsrichtung der Mitnehmerscheibe (5) voneinander beabstandete Aussparungen (10) Laschenanordnungen im in der axialen Richtung verlaufenden Schenkel (52) ausgebildet sind, die zur Befestigung des in axialer Richtung verlaufenden Schenkels (52) an Aufnahmeeinrichtungen (4) dienen, die am Gehäuse (3) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Laschenanordnungen jeweils durch zungenförmig ausgebildete Laschen (11, 12; 11', 12') gebildet sind, die in Umfangsrichtung gesehen von den beiden Seiten der Aussparung (10) aufeinander zu verlaufen und dass die Endbereiche der Laschen (11, 12; 11', 12') jeweils an einer Aufnahmeeinrichtung (4) befestigt sind.
  2. Mitnehmerscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Aussparungen (10) jeweils ausgehend von dem radial äußeren Ende des in radialer Richtung verlaufenden Schenkels (51) in den in axialer Richtung verlaufenden Schenkel (52) hineinerstrecken.
  3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Enden der aufeinander zu verlaufenden Laschen (11, 12) voneinander beabstandet sind, dass in jedem Endbereich jeder Lasche (11, 12) eine Öffnung (13, 14) zur Aufnahme eines Befestigungselementes (7) zur Befestigung der Lasche (11, 12) an einer Aufnahmeeinrichtung (4) angeordnet ist.
  4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Endbereiche der aufeinander zu verlaufenden Laschen (11', 12') überlappen, dass im Überlappungsbereich eine gemeinsame Öffnung (13') zum Hindurchführen eines Befestigungselementes (7) zur Befestigung der Laschen (11', 12') an einer Aufnahmeeinrichtung (4) vorgesehen ist.
  5. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei Aussparungen (10) jeweils eine weitere Aussparung (10'') vorgesehen ist und dass sich von einer Seite der weiteren Aussparung (10'') eine einzige Lasche (12'') in einer Richtung erstreckt und die weitere Aussparung (10'') wenigstens teilweise in Umfangsrichtung des in axialer Richtung verlaufenden Schenkels (52) überdeckt, wobei im Endbereich der weiteren Lasche (12'') eine Öffnung (13") vorgesehen ist, durch die ein Befestigungselement (7) zur Befestigung der weiteren Lasche (12'') an einer Aufnahmeeinrichtung (4) hindurchführbar ist.
  6. Einrichtung nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparungen (10) regelmäßig über den Umfang der Mitnehmerscheibe (5) verteilt sind.
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